//请实现 copyRandomList 函数，复制一个复杂链表。在复杂链表中，每个节点除了有一个 next 指针指向下一个节点，还有一个 random 指针指
//向链表中的任意节点或者 null。 
//
// 
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// 示例 1： 
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// 
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// 输入：head = [[7,null],[13,0],[11,4],[10,2],[1,0]]
//输出：[[7,null],[13,0],[11,4],[10,2],[1,0]]
// 
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// 示例 2： 
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// 
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// 输入：head = [[1,1],[2,1]]
//输出：[[1,1],[2,1]]
// 
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// 示例 3： 
//
// 
//
// 输入：head = [[3,null],[3,0],[3,null]]
//输出：[[3,null],[3,0],[3,null]]
// 
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// 示例 4： 
//
// 输入：head = []
//输出：[]
//解释：给定的链表为空（空指针），因此返回 null。
// 
//
// 
//
// 提示： 
//
// 
// -10000 <= Node.val <= 10000 
// Node.random 为空（null）或指向链表中的节点。 
// 节点数目不超过 1000 。 
// 
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// 注意：本题与主站 138 题相同：https://leetcode-cn.com/problems/copy-list-with-random-
//pointer/ 
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package com.cute.leetcode.editor.cn;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class FuZaLianBiaoDeFuZhiLcof {
    public static void main(String[] args) {
        Solution solution = new FuZaLianBiaoDeFuZhiLcof().new Solution();
    }
    //leetcode submit region begin(Prohibit modification and deletion)
/*
// Definition for a Node.
class Node {
    int val;
    Node next;
    Node random;

    public Node(int val) {
        this.val = val;
        this.next = null;
        this.random = null;
    }
}
*/
    class Solution {
        /**
         * 复杂链表的复制：节点除指向下一个节点之外，还会指向一个随机节点（可能是null）
         * 当前节点随机节点可以是后边的节点，所以要先生成主链表，再生成随机部分
         * 链表包含重复值，如何寻找一个节点呢？
         *
         * 剑指Offer上的方法没有使用HashMap，而是在原有数组上进行的操作，步骤如下：
         *  1.将新链表的每一个节点都添加到原来链表的下一个位置
         *  2.完成随机节点的指向
         *  3.将两部分链表进行拆分
         */
        public Node copyRandomList1(Node head) {
            if (head == null) return null;
            return split(randomList(mainList(head)));
        }
        public Node mainList(Node head){// 主链表的拷贝，将主链表拷贝到下一个位置
            Node temp = head;
            while (temp != null){
                Node node = new Node(temp.val);
                node.next = temp.next;
                temp.next = node;
                temp = node.next;
            }
            return head;
        }
        public Node randomList(Node head){// 随机链表的拷贝
            Node res = head;
            while (res != null){
                Node node = res.next;
                if (res.random != null) node.random = res.random.next;
                res = node.next;
            }
            return head;
        }
        public Node split(Node head){// 分割两部分链表
            Node temp = head;

            Node res = head.next;// 返回部分的表头
            Node resNode = res;

            temp.next = resNode.next;
            temp = temp.next;

            while (temp != null){
                resNode.next = temp.next;
                resNode = resNode.next;
                temp.next = resNode.next;
                temp = temp.next;
            }
            return res;
        }

        /**
         * 使用HashMap来进行节点的匹配
         * 这种方法妙啊，时间空间复杂度都是N
         * 和上边的方法都记住吧
         */
        public Node copyRandomList(Node head) {
            if (head == null) return null;
            Map<Node, Node> map = new HashMap<>();
            Node cur = head;
            while (cur != null){
                map.put(cur, new Node(cur.val));// 构建原始链表和新链表的映射
                cur = cur.next;
            }
            cur = head;
            while (cur != null){
                //通过get得到的节点都是res中的节点
                map.get(cur).next = map.get(cur.next);
                map.get(cur).random = map.get(cur.random);
                cur = cur.next;
            }
            return map.get(head);
        }
    }
//leetcode submit region end(Prohibit modification and deletion)
    class Node {
        int val;
        Node next;
        Node random;
        public Node(int val) {
            this.val = val;
            this.next = null;
            this.random = null;
        }
    }
}